تھرمل پاور پلانٹ (CHP) میں بجلی کیسے پیدا کی جاتی ہے

تھرمل پاور پلانٹس کو اسٹیشنوں میں تقسیم کیا گیا ہے:

• پروپلشن انجن کی قسم کے مطابق - بھاپ ٹربائن، گیس ٹربائن، اندرونی دہن کے انجن کے ساتھ؛

• ایندھن کی قسم کے مطابق — ٹھوس نامیاتی ایندھن (کوئلہ، لکڑی، پیٹ)، مائع ایندھن (تیل، پٹرول، مٹی کا تیل، ڈیزل ایندھن)، گیس پر چل رہا ہے۔

تھرمل پاور پلانٹس میں جلے ہوئے ایندھن کی توانائی کو تھرمل انرجی میں تبدیل کر دیا جاتا ہے جو بوائلر میں پانی کو گرم کرنے اور بھاپ پیدا کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ بھاپ کی توانائی جنریٹر سے منسلک بھاپ ٹربائن چلاتی ہے۔

تھرمل پاور پلانٹس جن میں بھاپ کو مکمل طور پر بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، کنڈینسنگ پاور پلانٹس (CES) کہلاتے ہیں۔ طاقتور IES ایندھن کی پیداوار والے علاقوں کے قریب واقع ہیں، جو بجلی کے صارفین سے دور ہیں، اس لیے بجلی ہائی وولٹیج (220 - 750 kV) پر منتقل ہوتی ہے۔ پاور پلانٹس بلاکس میں بنائے گئے ہیں۔

کوجنریشن پاور پلانٹس یا کمبائنڈ ہیٹ اینڈ پاور پلانٹس (CHP) شہروں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ان پاور پلانٹس میں، ٹربائن میں جزوی طور پر ختم ہونے والی بھاپ کو تکنیکی ضروریات کے ساتھ ساتھ رہائشی اور اجتماعی خدمات میں گرم اور گرم پانی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ بجلی اور حرارت کی بیک وقت پیداوار بجلی اور حرارت کی الگ الگ پیداوار کے مقابلے بجلی اور حرارت کی فراہمی کی لاگت کو کم کرتی ہے۔

تھرمل پاور پلانٹس فوسل فیول جیسے تیل، گیس، کوئلہ یا ایندھن کے تیل کو جلانے سے پیدا ہونے والی حرارت کو پانی سے بڑی مقدار میں ہائی پریشر بھاپ پیدا کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں، یہاں کی بھاپ، بھاپ کے انجنوں کے زمانے سے کولنٹ کے طور پر کام کرنے کے باوجود، اب بھی ٹربائن جنریٹر کو موڑنے کی پوری صلاحیت رکھتی ہے۔

بوائلر سے بھاپ ایک ٹربائن کو کھلائی جاتی ہے، جس میں شافٹ تین فیز الٹرنٹنگ کرنٹ جنریٹر سے منسلک ہوتا ہے۔ ٹربائن کی گردش کی مکینیکل توانائی کو جنریٹر کی برقی توانائی میں تبدیل کیا جاتا ہے اور جنریٹر وولٹیج پر یا سٹیپ اپ ٹرانسفارمرز کے ذریعے سٹیپ اپ وولٹیج پر صارفین تک پہنچایا جاتا ہے۔

ٹربائن میں فراہم کردہ بھاپ کا دباؤ تقریباً 23.5 MPa ہے، جب کہ اس کا درجہ حرارت 560 ° C تک پہنچ سکتا ہے۔ اور پانی کو تھرمل پاور پلانٹ میں استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ یہ ایسے پودوں کے لیے مخصوص فوسل آرگینک فیول سے گرم ہوتا ہے، جن کے ذخائر۔ ہمارے سیارے کی گہرائیوں میں اب بھی کافی بڑے ہیں، حالانکہ وہ نقصان دہ اخراج کی شکل میں ایک بہت بڑا مائنس دیتے ہیں جو ماحول کو آلودہ کرتے ہیں۔

لہذا ٹربائن کا گھومنے والا روٹر یہاں بڑی طاقت (کئی میگا واٹ) کے ٹربائن جنریٹر کے آرمچر سے جڑا ہوا ہے جو بالآخر اس تھرمل پاور پلانٹ میں بجلی پیدا کرتا ہے۔

توانائی کی کارکردگی کے لحاظ سے، تھرمل پاور پلانٹس عام طور پر ایسے ہوتے ہیں کہ ان پر حرارت کو بجلی میں تبدیل کرنے کا عمل تقریباً 40 فیصد ہوتا ہے، جب کہ بدترین صورت میں گرمی کی ایک بہت بڑی مقدار محض ماحول میں پھینک دی جاتی ہے اور بدترین میں - بہترین صورت میں، یہ فوری طور پر حرارتی اور گرم پانی کو فراہم کیا جاتا ہے، قریبی صارفین کو پانی کی فراہمی۔ اس طرح، اگر پاور پلانٹ میں خارج ہونے والی حرارت کو فوری طور پر ہیٹ سپلائی کے لیے استعمال کیا جائے، تو ایسے پلانٹ کی کارکردگی عام طور پر 80% تک پہنچ جاتی ہے، اور سٹیشن کو کمبائنڈ ہیٹ اینڈ پاور پلانٹ یا TPP کہا جاتا ہے۔

تھرمل پاور پلانٹ کی سب سے عام جنریٹر ٹربائن اس کے شافٹ پر پہیوں کی کثرت پر مشتمل ہوتی ہے جس میں دو الگ الگ گروپوں میں بلیڈ ہوتے ہیں۔ سب سے زیادہ دباؤ کے تحت بھاپ، جو بوائلر سے خارج ہوتی ہے، فوری طور پر جنریٹر سیٹ کے بہاؤ کے راستے میں داخل ہوتی ہے، جہاں یہ وین امپیلر کے پہلے سیٹ کو موڑ دیتی ہے۔ اس کے علاوہ، اسی بھاپ کو بھاپ کے ہیٹر میں مزید گرم کیا جاتا ہے، جس کے بعد یہ کم بھاپ کے دباؤ پر چلنے والے پہیوں کے دوسرے گروپ میں داخل ہوتا ہے۔

نتیجے کے طور پر، جنریٹر کے روٹر سے براہ راست جڑی ہوئی ٹربائن فی سیکنڈ 50 گردشیں کرتی ہے (آرمیچر کا مقناطیسی میدان، جو جنریٹر کے سٹیٹر وائنڈنگ کو عبور کرتا ہے، اسی تعدد پر بھی گھومتا ہے)۔ آپریشن کے دوران جنریٹر کو زیادہ گرم ہونے سے روکنے کے لیے، اسٹیشن میں جنریٹر کے لیے کولنگ سسٹم ہے جو اسے زیادہ گرم ہونے سے روکتا ہے۔

تھرمل پاور پلانٹ کے بوائلر کے اندر ایک برنر نصب کیا جاتا ہے، جس پر ایندھن کو جلایا جاتا ہے، جس سے زیادہ درجہ حرارت کا شعلہ بنتا ہے۔ مثال کے طور پر، کوئلے کی دھول کو آکسیجن سے جلایا جا سکتا ہے۔شعلہ پائپ کے ایک بڑے حصے کو ڈھانپتا ہے جس میں ایک پیچیدہ ترتیب ہوتی ہے اور اس میں سے پانی گزرتا ہے، جسے گرم ہونے پر، زیادہ دباؤ میں باہر کی طرف نکلتی ہوئی بھاپ بن جاتی ہے۔

زیادہ دباؤ کے نیچے بہنے والے پانی کے بخارات کو ٹربائن کے بلیڈوں کو کھلایا جاتا ہے، جس سے اس میں میکانکی توانائی منتقل ہوتی ہے۔ ٹربائن گھومتی ہے اور مکینیکل توانائی برقی توانائی میں بدل جاتی ہے۔ ٹربائن بلیڈ کے نظام پر قابو پاتے ہوئے، بھاپ کو کنڈینسر کی طرف لے جایا جاتا ہے، جہاں ٹھنڈے پانی کے ساتھ پائپوں پر گرنے سے یہ گاڑھا ہو جاتا ہے، یعنی یہ دوبارہ مائع بن جاتا ہے - پانی۔ ایسے تھرمل پاور پلانٹ کو کنڈینسنگ پاور پلانٹ (CES) کہا جاتا ہے۔

کمبائنڈ ہیٹ اینڈ پاور پلانٹس (CHP)، کنڈینسنگ پاور پلانٹس (CES) کے برعکس، ٹربائن سے گزرنے اور پہلے سے ہی بجلی کی پیداوار میں حصہ ڈالنے کے بعد بھاپ سے گرمی نکالنے کا ایک نظام رکھتا ہے۔

بھاپ کو مختلف پیرامیٹرز کے ساتھ لیا جاتا ہے، جس کا انحصار مخصوص ٹربائن کی قسم پر ہوتا ہے، اور ٹربائن سے لی گئی بھاپ کی مقدار کو بھی کنٹرول کیا جاتا ہے۔ گرمی پیدا کرنے کے لیے لی گئی بھاپ کو نیٹ ورک بوائلرز میں گاڑھا کیا جاتا ہے، جہاں یہ نیٹ ورک کے پانی کو اپنی توانائی فراہم کرتا ہے، اور پانی کو چوٹی کے گرم پانی کے بوائلرز اور ہیٹنگ پوائنٹس پر پمپ کیا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، حرارتی نظام کو پانی فراہم کیا جاتا ہے۔

اگر ضروری ہو تو، تھرمل پاور پلانٹ میں بھاپ سے گرمی نکالنے کو مکمل طور پر بند کیا جاسکتا ہے، پھر مشترکہ حرارت اور پاور پلانٹ ایک سادہ IES بن جائے گا۔ اس طرح، تھرمل پاور پلانٹ دو طریقوں میں سے ایک میں کام کرنے کے قابل ہے: تھرمل موڈ میں - جب ترجیح گرمی پیدا کرنا ہے، یا برقی موڈ میں - جب ترجیح بجلی ہے، مثال کے طور پر گرمیوں میں۔